[发明专利]防电弧阻燃混合物及其制作方法

说明书

本发明公开了一种防电弧阻燃混合物及其制作方法，包括聚酰亚胺、芳纶和变性腈纶；所述芳纶为间位芳纶、对位芳纶或两者的混合物；聚酰亚胺、芳纶和变性腈纶占三种材料质量总和的百分比分别为，聚酰亚胺：2％～40％；芳纶：10～60％；变性腈纶：20～70％。混合物的存在形式为纤维混合物、纱线、织物、无纺布或者服装中的一种或者其任意组合。其采用ASTM D6413‑1999进行垂直燃烧测试，续燃时间低于2秒，损毁长度不超过6英寸。

技术领域

本发明涉及化工、电力或其他有防火或防电弧需求的劳动防护领域，特别是涉及一种适用于提供高电弧值防护能力的阻燃混合物。

背景技术

人类活动已经离不开电力，电力深刻地改变着人类的生活。电力给人类带来便利生活的同时也带来触电、电弧等危害。特别是电弧事故，发生突然，危害巨大，局部高温可高达20000摄氏度，作为电极的金属瞬间被熔融并崩裂到空气中，形成局部的爆炸效应。如果工作人员不幸在该爆炸效应的区域内，在极短的瞬间内造成电弧烧伤，甚至是死亡。由于电弧的突然性和瞬时性，作业人员不可能在发生电弧后才去穿戴防电弧的服装或其他装具，应该在平时工作时就穿着具备一定防护电弧能力的工装或防护装具。作为防护人类最大器官皮肤的服装，其防电弧性能主要由构成服装的织物来提供，织物的防电弧性能主要由构成织物的纱线来保证，纱线的性能又由构成纱线的纤维种类和配比来保证。

随着近年来对电弧现象和电弧危害的深入认识和研究，发现阻燃织物做的服装可以防止或减轻电弧对人体的伤害，通过人造电弧来测试织物的防电弧能力，发现电弧的防护机理与阻燃防护的机理不尽相同，防电弧能力与阻燃能力不存在线性相关关系。在已知的防电弧织物中，还没有一种纺织材料具备绝对的防电弧优势，将不同纤维按照一定比率进行混纺，往往能获得更好的电弧值。芳纶20％～50％，变性腈纶50～80％、防静电纤维2％～5％的产品是现有高电弧值织物的典型代表。

芳纶，即为芳族聚酰胺纤维。分为1-3位间位芳族聚酰胺和1-4位对位芳族聚酰胺。1-3位间位芳族聚酰胺被称为间位芳纶，国内叫做1313；1-4位对位芳族聚酰胺被称作对位芳纶，国内叫做1414。两者均具有一定耐酸耐碱性，相对而言耐碱性更好一些。芳纶在400摄氏度左右出现热分解，正常工作温度为220度以下。纯芳纶的阻燃性一般，极限氧指数为28，即在氧气不超过28％的空气中不接触外来火源下不能维持燃烧。由于芳纶炭化后仍能保持60％左右强度，在消防和工业热防护领域得到广泛应用。特别是对位芳纶，初始的断裂强度很高，燃烧炭化后残留的强度仍然很高，热收缩率低，在织物中能起到热稳定骨架的作用。间位芳纶断裂强度3.5～6.0cN/dtex,对位芳纶断裂强度15～22cN/dtex。在芳族聚酰胺纤维家族中还存在一种在聚合阶段让间位和对位两种聚合结构共存，并引入砜基，让纤维的耐温性、染色性和吸湿性能有所改变的芳砜纶纤维，纤维的总体属性趋近于间位芳纶，在电弧领域可以相互替代。

变性腈纶是在丙烯腈为主体的单体中，加入偏氯乙烯、氯乙烯或两者均有的单体进行共聚反应，生成的聚合物内丙烯腈单体含量在35％～85％范围内，用丙酮或二甲基亚砜等有机溶剂溶解纺丝获得的纤维。为进一步增加其阻燃性，在纺丝前加入成分为氧化锑、四氧化二锑、五氧化二锑、氢氧化铝的一种或两种，或两种以上的超细粉末，占纤维重量比2.5％以上的为佳，占纤维重量比8.0％以上的为更佳。该纤维没有明显的熔点，160摄氏度后缓慢软化收缩，260摄氏度时能自由流动，与氧气接触后炭化。变性腈纶的极限氧指数可以达到32以上，没有外来火源接触下，在氧气不超过32％的空气中可以自动熄灭。由于变性腈纶的成本相对低廉，染色容易，在热防护领域的利用相当普遍。

防静电纤维可以是金属纤维，或者是在涤纶基或尼龙基之上掺入可以导电的炭火金属氧化物粉末，让纤维具备一定导电性，与其他纤维混纺，或交织在织物内让织物具备防静电性能，降低织物的带静电荷量，提高静电荷的耗散速度。

专利申请号为CN201510114060.0公布了一种解决方案，其中有以下的表述：